研究人員利用光在固體材料中設(shè)計(jì)量子態(tài)
由Gil-Ho Lee教授和Gil Young Cho(物理系)領(lǐng)導(dǎo)的POSTECH研究小組開(kāi)發(fā)了一個(gè)平臺(tái),可以用光控制固體材料的屬性并對(duì)其進(jìn)行測(cè)量。由于開(kāi)發(fā)了一個(gè)可以用光控制和測(cè)量材料各種特性的平臺(tái)而受到認(rèn)可,該研究的結(jié)果于近日發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》上。 裝置示意圖 材料的電學(xué)特性是由材料中的電子運(yùn)動(dòng)決定的。例如,如果電子可以自由移動(dòng),則該材料被定義為金屬,否則就是絕緣體。為了改變這些固體的電性能,一般采用加熱、加壓或添加雜質(zhì)的方法。這是因?yàn)楣腆w中原子位置的變化會(huì)相應(yīng)地改變電子的運(yùn)動(dòng)。 與此相反,有人提出了弗洛凱態(tài),即當(dāng)光照射在物質(zhì)上時(shí),原來(lái)的量子態(tài)被復(fù)制出來(lái)。通過(guò)采用這樣的概念,物質(zhì)的量子態(tài)可以很容易地用光來(lái)操縱,這可以有效地應(yīng)用于量子系統(tǒng)。 在以前的實(shí)驗(yàn)中,由于光的頻率很高,在固體中實(shí)現(xiàn)弗洛奎特態(tài)的光強(qiáng)度很大。而且,弗洛奎特態(tài)只持續(xù)了很短的時(shí)間,即250飛秒(1飛秒是一萬(wàn)億分之一秒)。由于其瞬時(shí)性,對(duì)其特性的更多定量研究受到了限制。 POSTECH研究小組成功地在石墨烯約瑟夫森結(jié)(GJJ)中實(shí)驗(yàn)性地實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的弗洛奎特狀態(tài),并通過(guò)對(duì)其進(jìn)行連續(xù)的微波照射。光的強(qiáng)度已經(jīng)降低到以前實(shí)驗(yàn)的一萬(wàn)億分之一,大大減少了熱量的產(chǎn)生,并實(shí)現(xiàn)了持續(xù)長(zhǎng)久的Floquet狀態(tài)。 研究小組還開(kāi)發(fā)了一種新型的超導(dǎo)隧道光譜,以高能量分辨率測(cè)量弗洛凱狀態(tài)。這對(duì)于定量驗(yàn)證Floquet狀態(tài)的特性是必要的,該狀態(tài)根據(jù)應(yīng)用于該設(shè)備的光的強(qiáng)度、頻率和偏振而變化。 領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的Gil-Ho Lee和Gil Young Cho教授解釋說(shuō):"這項(xiàng)研究的意義在于,我們已經(jīng)創(chuàng)建了一個(gè)可以詳細(xì)研究Floquet狀態(tài)的平臺(tái)。"他們補(bǔ)充說(shuō):"我們計(jì)劃進(jìn)一步研究光的屬性,如偏振,與弗洛凱狀態(tài)之間的相關(guān)性。" |




